La facility per tempi di volo di neutroni n_TOF (neutron Time Of Flight)  presso il CERN è nata circa 20 anni fa da un’idea di Carlo Rubbia. La sezione di Bologna è presente all’interno della collaborazione internazionale che ne sfrutta le potenzialità sperimentali fin dalle prime fasi della sua progettazione.

Le due linee di fascio di neutroni, una orizzontale e una verticale rispetto alla sorgente, sono prodotte a partire dal fascio di protoni del PS a 20 GeV/c incidenti su un bersaglio di spallazione. La facility ha subito nel corso degli anni notevoli migliorie e da quest’anno sfrutta le caratteristiche innovative di un nuovo bersaglio di spallazione in grado di aumentare ulteriormente il flusso neutronico. Inoltre, approfittando della nuova progettazione del bersaglio, è stata realizzata una nuova sala sperimentale direttamente a ridosso della sorgente di neutroni. E così ora la facility dispone di tre sale sperimentali con base di volo di 2, 19 e 185 m.

Grazie al flusso di neutroni estremamente elevato e/o l’eccellente risoluzione energetica, n_TOF ha prodotto e produrrà dati nucleari di grande rilevanza per la fisica di base, per comprendere i meccanismi di formazione degli elementi durante il Big Bang e nelle stelle, per lo sviluppo di tecnologie nucleari avanzate (smaltimento delle scorie, sicurezza dei reattori) e il trattamento dei tumori con adroni scarichi. Nel corso degli anni, infatti, ad n_TOF sono state rese possibili misure di sezioni d’urto indotte da neutroni impossibili o molto difficilmente realizzabili in altre facility a livello globale.

Notizia dal Bullettin del CERN

Notizia da CERN COURIER (pag. 41)

Maggiori informazioni sulla collaborazione n_TOF :

Contatti:
Cristian Massimi massimi@bo.infn.it , Alberto Mengoni mengoni@bo.infn.it

Alle isole Svalbard, oltre il circolo polare artico, la stazione permanente del progetto EEE (PolarqEEEst) per la misura dei raggi cosmici ha captato segnali legati alla recente eruzione del vulcano nell’arcipelago Tonga. Dodici ore dopo l’eruzione, i sensori che fanno parte dei tre rivelatori di EEE installati a Ny-Ålesund e servono a correggere a posteriori la dipendenza del flusso di muoni dalla pressione, hanno osservato un’oscillazione anomala della pressione atmosferica con un’ampiezza di 1.3 hPa. Altre oscillazioni, rilevate dopo circa 12, 24, 36 e 48 ore dall’evento, sono compatibili con l’arrivo dell’onda di shock in senso opposto, e con i passaggi successivi delle due onde dopo aver completato ulteriori rivoluzioni intorno alla Terra. La stazione permanente è operativa dal 2019 e i rivelatori sono stati assemblati ed installati grazie anche al fondamentale contributo dei servizi tecnici della Sezione di Bologna. L’esperimento PolarqEEEst è il risultato di una collaborazione tra le Sezioni INFN e Università di Bologna e Bari e il Centro Fermi di Roma, e si avvale dell’importante supporto del CNR nella base di ricerca internazionale a Ny-Ålesund. Il risultato sottolinea l’affidabilità dei rivelatori che possono operare per lunghi periodi fornendo misure utili anche per scopi scientifici trasversali.

Sono quasi 2000 le studentesse e gli studenti delle scuole superiori di tutta Italia che partecipano alle Masterclass sulla fisica delle particelle, una iniziativa IPPOG (International Particle-Physics Outreach Group) coordinata in Italia dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). 
Tra il 24 febbraio e l’8 aprile, in contemporanea con i loro coetanei di tutto il mondo, i ragazzi  avranno il modo di “assaggiare” cosa vuol dire fare ricerca nel settore della fisica delle particelle analizzando direttamente i dati di alcuni tra i più importanti esperimenti del CERN di Ginevra.
Tre sono le opportunità offerte quest’anno dalla sezione di Bologna dal Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi”.
Il 14 marzo 2022  gli studenti avranno la possibilità di esaminare eventi reali raccolti dall’esperimento LHCb per determinare gli eventi candidati con particelle D0  al fine di studiarne alcune importanti proprietà. LHC non è solo un utile strumento per cercare nuove particelle, ma anche una fabbrica di particelle già osservate, di cui però non si conoscono tutte le caratteristiche.
Esaminare eventi reali raccolti dall’esperimento ATLAS per riscoprire il bosone Z, per cercare la particella di Higgs e per esplorare possibili evidenze di particelle ancora non conosciute, è invece l’attività in cui saranno coinvolti i ragazzi martedì 15 marzo.
Infine il 16 marzo l’obbiettivo dei partecipanti sarà quello di cercare particelle strane (particelle che contengono il quark strange) prodotte nelle collisioni a LHC e rivelate dall’esperimento ALICE. Tale ricerca, basata sul riconoscimento di due diversi tipi di decadimento quelli detti ‘V0’ e quelli a ‘cascata’, potrebbe mettere in evidenza  un’abbondanza di produzione di quark strani e quindi essere un’ indicazione di un segnale di formazione di plasma quark-gluoni.
Alla fine di ogni giornata, proprio come in una vera collaborazione di ricerca internazionale, tra i giovani partecipanti alle Masterclass di tutto il mondo ci sarà un collegamento in videoconferenza per discutere insieme i risultati emersi dalle esercitazioni.

Le ricercatrici e i ricercatori dell’esperimento CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events), situato ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), hanno pubblicato su Nature i nuovi risultati dell’indagine sulla natura del neutrino.

I risultati ottenuti e pubblicati su Nature si basano su una quantità di dati, raccolta negli ultimi tre anni, dieci volte più grande di qualsiasi altra ricerca con tecnica sperimentale simile. Nonostante la sua fenomenale sensibilità, l’esperimento non ha ancora osservato prove di doppio decadimento beta senza emissione di neutrini. Da questi risultati è però possibile stabilire che un atomo di tellurio impiega più di 22 milioni di miliardi di miliardi di anni per decadere: si tratta di nuovi limiti di CUORE sul comportamento dei neutrini, cruciali per ricerca di una possibile nuova scoperta della fisica delle particelle che sarebbe rivoluzionaria perché aiuterebbe a comprendere le nostre stesse origini.

Ma CUORE è  un vero trionfo scientifico e tecnologico, non solo per i suoi nuovi risultati, ma anche per aver dimostrato con successo il funzionamento del suo criostato in condizioni veramente estreme, criostato che opera ininterrottamente  da quasi tre anni  alla temperatura di 10 millesimi di grado sopra lo zero assoluto (10 milliKelvin).

Il gruppo di ricerca di Bologna partecipa all’ esperimento CUORE dal 2008 e ha preso parte all’ assemblaggio degli oltre novecento cristalli di ossido di tellurio (¹³⁰TeO₂) e ha fornito un rilevante contributo durante la delicata fase di assemblaggio del criostato. Il criostato di CUORE come sottolineato nell’articolo di Nature, costituisce ad oggi  lo stato dell’arte  nel contesto di strumentazioni criogeniche di queste dimensioni.

Ma più in generale e a maggior ragione in ricerche  di eventi rari, è fondamentale  la riduzione dei rumori di  fondo.  In questo ambito  il gruppo di Bologna ha dato inizio  ad una campagna di individuazione delle sorgenti di rumore focalizzandosi sui disturbi a frequenze inferiori all’ hertz. Questi disturbi costituiscono un indesiderato  ed incontrollabile rumore di fondo che potrebbe sensibilmente  limitare la risoluzione energetica  alle bassissime energie come nel caso della ricerca  di materia oscura (dark matter) o di assioni.                        

Si tratta di uno studio originale che si è avvalso delle competenze di colleghi del settore di  Geofisica della terra solida del DIFA e del settore Oceanografia e fisica dell’atmosfera del DIFA oltre ai contributi di colleghi dell’INGV di Bologna e dell’INGV dell’ Aquila,  e al contributo della ditta SARA Electronic Instruments  di Perugia.

CUORE potrà beneficiare di questo studio tuttora in corso, ma i risultati ottenuti saranno estremamente utili  per mitigare gli effetti di questi disturbi negli esperimenti bolometrici di prossima generazione  che si propongono di accrescere notevolmente il potenziale di scoperta del decadimento doppio beta privo di neutrini.  Tra questi l’esperimento CUPID che è previsto svolgersi nuovamente al Gran Sasso e riutilizzare l’infrastruttura criogenica di CUORE, attualmente in fase di progettazione.  In riferimento  a questo progetto il gruppo di Bologna partecipa, in collaborazione con  l’unità di Bologna dell’ Istituto per la Microelettronica e Microsistemi IMM del CNR  e con l’IMEM di Parma ad una attività di ricerca e sviluppo di trasduttori termici  criogenici.

News sul sito INFN Nazionale

 

 

 

Il Governing Board di AIDAinnova, il più grande progetto europeo di R&D su rivelatori per la fisica delle particelle, finanziato dal programma Horizon-2020 con dieci milioni di euro per una durata di quattro anni, ha recentemente approvato all’unanimità la nomina di Paolo Giacomelli dell’INFN Bologna come Scientific Coordinator del Progetto a partire dal 1° aprile 2022 fino alla fine del progetto il 30 marzo 2025.

La conferenza internazionale per la fisica delle alte energie ICHEP arriva per la prima volta in Italia: dal 6 al 13 luglio 2022 chiamerà a raccolta a Bologna fisici teorici e sperimentali da tutto il mondo impegnati nel campo della fisica delle particelle. In occasione di questo grande evento, il comitato organizzatore della conferenza ha lanciato, in collaborazione con l’AIAP Associazione Italiana Design della Comunicazione Visiva, un concorso per la progettazione di un marchio o di un logotipo e di un poster che definiscano l’identità visiva dell’edizione 2022 della prestigiosa conferenza, mettendo in palio un premio pari a 3.000€.

Il concorso è rivolto a studenti e studentesse dei corsi di design, grafica e design della comunicazione e a grafici e designer singoli o organizzati in gruppo, che avranno tempo fino al 15 dicembre per inviare i propri lavori. Il marchio o logotipo dovrà costituire l’elemento identificativo e distintivo dell’evento, sintetizzando in un’immagine unica aspetti sia territoriali, legati alle peculiarità della città ospitante, sia scientifici, ovvero inerenti al tema della conferenza. Il poster sarà, invece, lo strumento fondamentale di presentazione dell’evento: dovrà essere visivamente coerente con il marchio o logotipo e dovrà contenere parti di testo e loghi istituzionali.

La prima edizione di ICHEP si è tenuta a Rochester, negli Stati Uniti, nel 1950 e dal 1960 la conferenza ha acquisito l’attuale cadenza biennale. Rappresenta l’appuntamento più importante a livello mondiale per la comunità scientifica che si occupa di ricerca nel campo della fisica delle particelle elementari ed è sede di confronto sui risultati più recenti in questo campo e per la definizione di future strategie di ricerca. L’organizzazione della 41° edizione della conferenza che si svolgerà a Bologna a luglio 2022 è stata affidata alle sezioni INFN di Bologna e Ferrara.

La sezione INFN di Bologna festeggia i 65 anni dalla sua fondazione, con una cerimonia prevista nella prima parte della giornata del 20 dicembre. L’evento, oltre a ripercorrere le origini, sarà un’occasione per presentare un focus sulle prospettive future, per voce delle dei ricercatori e delle ricercatrici protagonisti della sezione e delle sue attività di ricerca. Dopo gli interventi del Direttore della sezione e del Presidente dell’INFN, sarà illustrato l’impegno della comunità INFN di Bologna in nuove iniziative promosse dall’INFN, dall’Electron Ion Collider ai rivelatori a film sottile organico, dal programma nu@FNAL ai progetti legati all’Intelligenza Artificiale e alle nuove analisi dei dati a LHC. 

L’evento si chiuderà con un momento di intrattenimento musicale proposto dalla rock band della sezione INFN di Bologna, i “Falling Stones”.

Maggiori informazioni e diretta streaming al link: https://agenda.infn.it/event/28986/

Il prof. Federico Boscherini , docente di Fisica sperimentale all’Alma Mater, vice Direttore del DIFA è stato nominato Chair del Council del laboratorio XFEL ( European X-ray Free Electron Laser Facility), a decorrere dal 1 luglio 2022, per un periodo di 2 anni.

Il Council è l’organo supremo di governo del laboratorio, una delle principali infrastrutture di ricerca in Europa, che ha l’obiettivo di approvare il bilancio annuale, determinare la politica scientifica a medio e lungo termine, selezionare e assumere i direttori che hanno la responsabilità esecutiva della gestione laboratorio.

XFEL è situato nell’area metropolitana di Amburgo (Germania) ed è organizzato come soggetto no-profit,  secondo il codice di diritto privato della Germania (GmbH), con un budget di costruzione pari a 1.54 B€ e un budget per le operazioni nel 2022 di 141 M€, attraverso una collaborazione con 12 paersi europei, che include per l’Italia con il CNR e l’INFN.

Tiziano Peraro, ricercatore in fisica teorica dell’Università di Bologna e membro della iniziativa specifica QFT@Colliders dell’INFN, ha vinto uno dei prestigiosi ERC Starting Grant 2021, assegnati dallo European Research Council [1].

Dopo avere ottenuto il suo PhD al Max Planck Institute for Physics e alla Università TUM a Monaco di Baviera, Tiziano ha lavorato come ricercatore postdoc a Edimburgo, Mainz e Zurigo. Da Settembre 2020 è ricercatore e docente nel settore teorico presso l’Università di Bologna e associato all’INFN.

La sua attività scientifica si svolge nell’ambito della fisica teorica delle interazioni fondamentali e la relativa fenomenologia, con lo scopo di individuare i costituenti più elementari della natura – le cosiddette particelle elementari – e comprendere le loro interazioni. Il progetto di ricerca, per il quale ha ottenuto un fondo ERC di circa 1.1 milioni di euro, ha l’obbiettivo di sviluppare nuove tecniche per effettuare previsioni teoriche ad alta precisione ed utilizzarle per la caratterizzazione delle interazioni che coinvolgono il bosone di Higgs e il quark top.

Queste nuove previsioni saranno confrontate con misure ad alta precisione condotte in esperimenti d’urto ad alte energie, come quelli in corso al Large Hadron Collider (LHC) al CERN di Ginevra. Questo permetterà di individuare o aspetti non ancora compresi della dinamica del Modello Standard oppure, se presente, nuova fisica. Gli studi di Tiziano si occupano di come ottenere previsioni teoriche precise, ossia ad alto ordine perturbativo, in particolare per processi complessi rilevanti per l’LHC e che coinvolgono molte particelle nello stato finale.

Tiziano ha sviluppato nuove tecniche matematiche e computazionali che hanno permesso di effettuare enormi passi avanti nella determinazione di ampiezze a più loops. Tra le altre, tecniche di campi finiti e ricostruzione razionale consentono di sostituire complessi calcoli algebrici con calcoli molto più semplici che coinvolgono “piccoli” numeri interi. Tiziano è stato il precursore di queste tecniche e del loro utilizzo nel calcolo ad alta precisione di osservabili a molte particelle nello stato finale. Sviluppando ulteriormente queste tecniche sarà possibile ottenere previsioni teoriche ad alta precisione per processi chiave a LHC come la produzione associata di una coppia di quark tops e il bosone di Higgs.

Il progetto di ricerca di Tiziano ha una durata di cinque anni, con vari obiettivi che vanno dallo sviluppo di nuove tecniche e di nuovi metodi computazionali all’avanguardia, fino all’ottenimento di predizioni teoriche da confrontare con i dati sperimentali, unendo diversi campi della fisica, della matematica e dell’informatica. È uno dei 397 progetti di ricerca (su più di quattromila presentati) vincitori di un ERC Starting Grant quest’anno e l’unico di questi nel campo dello studio dei costituenti fondamentali della materia (PE2) vinto presso un’istituzione italiana.

[1] https://erc.europa.eu/sites/default/files/document/file/erc_2021_stg_results_all_domains.pdf